Влияние фуросемида на

   Анна Рыкунова Валерий Брюханов

функцию почек крыс в разное время суток

                      Анна Рыкунова Валерий Брюханов






   Влияние фуросемида на функцию почек крыс в разное время суток

Экспериментальное исследование

















LAP LAMBERT Academic Publishing

Impressum/lmprint (nur fdr Deutschland/only for Germany)
Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek: Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet uber http://dnb.d-nb.de abrufbar.
Alle in diesem Buch genannten Marken und Produktnamen unterliegen warenzeichen-, marken- oder patentrechtlichem Schutz bzw. sind Warenzeichen oder eingetragene Warenzeichen derjeweiligen Inhaber. Die Wiedergabe von Marken, Produktnamen, Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen u.s.w. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden durften.

Coverbild: www.ingimage.com

Verlag: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG Heinrich-Bocking-Str. 6-8, 66121 Saarbrucken, Deutschland Telefon+49 681 3720-310, Telefax+49 681 3720-3109 Email: info@lap-publishing.com

Herstellung in Deutschland:
Schaltungsdienst Lange o.H.G., Berlin
Books on Demand GmbH, Norderstedt
Reha GmbH, Saarbrucken
Amazon Distribution GmbH, Leipzig
ISBN: 978-3-659-15330-3

Только для России и стран СНГ
Библиографическая информация, изданная Немецкой Национальной Библиотекой. Немецкая Национальная Библиотека включает данную публикацию в Немецкий Книжный Каталог; с подробными библиографическими данными можно ознакомиться в Интернете по адресу http://dnb.d-nb.de.
Любые названия марок и брендов, упомянутые в этой книге, принадлежат торговой марке, бренду или запатентованы и являются брендами соответствующих правообладателей. Использование названий брендов, названий товаров, торговых марок, описаний товаров, общих имён, и т.д. даже без точного упоминания в этой работе не является основанием того, что данные названия можно считать незарегистрированными под каким-либо брендом и не защищены законом о брендах и их можно использовать всем без ограничений.

Изображение на обложке предоставлено: www.ingimage.com

Издатель: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG
Heinrich-Bocking-Str. 6-8, 66121 Saarbrucken, Germany
Телефон +49 681 3720-310, Факс +49 681 3720-3109
Email: info@lap-publishing.com

Haпечатано в России
ISBN: 978-3-659-15330-3

АВТОРСКОЕ ПРАВО ©2012 принадлежат автору и LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG и лицензиарам
Все права защищены. Saarbrucken 201 2

ВВЕДЕНИЕ.........................................................3
Глава I. Почка как эфферентное звено в регуляции суточных ритмов организма...................................................5
       1.1. Устройство и функционирование центрального и периферического водителей циркадианных ритмов.............................6
       1.2. Генетическое обеспечение циркадианных ритмов........11
       1.3. Почка как эффекторный орган циркадианной регуляции..13
       1.4. Диуретики в качестве объекта хронофармакологических исследований.............................................24
Глава II. Материалы и методы исследования........................31
       2.1. Дизайн исследования.................................31
       2.2. Постановка экспериментов по исследованию влияния фуросемида на функцию почек крыс в разное время суток...............31
       2.3. Исследование регуляторных механизмов, обеспечивающих различия эффектов фуросемида, в зависимости от времени введения.................................................33
          2.3.1. Действие фуросемида на фоне хлорпромазина......33
          2.3.2. Действие фуросемида на фоне двухсторонней адреналэктомии.........................................34
       2.4. Изучение морфологической структуры нефрона крыс в разное время суток и при введении фуросемида.....................35
       2.5. Исследование различий эффектов фуросемида в отношении суточных колебаний функции почек в условиях стрессовых воздействий.................................................36
       2.6. Расчеты и статистическая обработка..................37
Глава III. Различия активности фуросемида в отношении экскреторной функции почек крыс в зависимости от времени введения и их предполагаемые механизмы..............................39
       3.1. Выявление различий в действии фуросемида в зависимости от времени введения..........................................39

3.2. Установление роли центральной регуляции функции почек в обеспечении выявленных различий в действии фуросемида......43
       3.3. Роль надпочечников как периферического регулятора функции почек в обеспечении выявленных различий в действии фуросемида...............................................45
       3.4. Зависимость отличий эффектов фуросемида от функциональной активности почек крыс в различные периоды суточного цикла....50
Глава IV. Влияние стрессовых факторов на зависящие от времени

введения различия эффектов фуросемида у крыс....53
      4.1 Действие фуросемида на фоне пребывании животных в условиях “субъективной ночи” и “субъективного дня”...........53
      4.2. Действие фуросемида на фоне пребывания животных в условиях инверсии светового режима.........................57
      4.3. Влияние частичной водной депривации на различия в эффектах фуросемида........................................63
Глава V. Обсуждение результатов..........................73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ...............................................87
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................89

ВВЕДЕНИЕ

  В последние годы все большее внимание привлекают проблемы хронобиологии. Сегодня совершенно ясно, что на протяжении всей жизни организм существует в условиях ритмических колебаний, которые характеризуются различной периодичностью и частотой от нескольких секунд (ритмы мозга, сердца, дыхания) до недельных, месячных и многолетних, как это часто происходит с обменными и эндокринными процессами. Однако наиболее ярко проявляющимися и обеспечивающими такие жизненно важные процессы как цикл сон-бодрствование, ритмические колебания артериального давления, температуры тела, секреции гормонов, функции почек являются суточные или циркадианные ритмы. Эти ритмы напрямую связаны с 24-часовым солнечным циклом, часть которого мы находимся в контакте с окружающим миром в течение дневного времени, а затем уходим от него во время ночного сна.
  Оказалось, что развитие многих заболеваний связано с нарушением функционирования внутренних часов организма, которые определяют и контролируют наши биоритмы. Выяснилось, например, что в ночные часы (с 24°° до 6°°) происходит ухудшение состояния больных с хронической сердечной недостаточностью, обострение язвенной болезни желудка, чаще возникают эпилептические припадки, приступы бронхиальной астмы; для утренних часов (с 6°° до 12°°) характерны приступы мигрени, проявления ревматоидного артрита, аллергических заболеваний, чаще фиксируются случаи острого инфаркта миокарда и внезапной сердечной смерти; в послеобеденный и вечерний периоды времени (с 12°° до 24°°), как правило, обостряются хроническая боль различного генеза, проявления остеоартрита, дерматозов, возникают анемические кризы, чаще случаются прободения язвы желудка [182, 183].
  Это и обусловило появление и развитие хронофармакологии. В последние годы выяснено, что эффективность многих лекарственных средств так же связана с суточными ритмами организма. Поэтому фармакологическая активность и безопасность значительного количества лекарственных препаратов напрямую зависит от точного времени их попадания в организм.

Все сказанное выше в полной мере относится к диуретику фуросемиду, широко применяемому для создания форсированного диуреза при многих ургент-ных состояниях, включая острую сердечную недостаточность, гипертонический криз, отек мозга и другие. Это и обусловило наш интерес к проблеме хронофармакологии в целом и к мочегонному препарату фуросемиду в частности.

ГЛАВА I.
ПОЧКА КАК ЭФФЕРЕНТНОЕ ЗВЕНО В РЕГУЛЯЦИИ СУТОЧНЫХ РИТМОВ ОРГАНИЗМА
  История современных хронобиологических исследований насчитывает примерно 50 лет с того момента, когда в 1960 году состоялся I международный симпозиум по биоритмологии, заложивший фундамент новой науки, обобщивший и систематизировавший прошлые знания о природе и наметивший перспективы на будущее [2] . Вскоре после начала экспериментального изучения проблемы организации циркадианных ритмов выяснилось, что они не являются простым отражением 24-часового вращения Земли вокруг своей оси. Ключевой находкой стало установление факта, что когда растения, экспериментальные животные или люди находятся в изоляции от прямого контакта с солнечным светом или социальной средой, суточные ритмы не дезорганизуются и не исчезают, а продолжаются с достаточной точностью на протяжении недель и месяцев, сохраняясь даже в условиях клеточной культуры [36, 62, 251]. Второй характерной чертой циркадианных ритмов является то, что временнЫе циклы поддерживаются с периодичностью близкой, но не абсолютно равной 24 часам. Если бы ритмы управлялись исключительно внешними стимулами, они должны были бы поддерживаться с периодичностью равной величине суток. Однако эта кажущаяся погрешность является важной чертой циркадианной ритмичности, поскольку позволяет внутренним часам организма иметь потенциальную возможность приспособиться к постоянно изменяющемуся циклу свет-темнота окружающей среды. И, наконец, третьей особенностью циркадианных ритмов является их способность синхронизироваться с нарушенными (измененными) временнЫми факторами окружающей среды. Если, например, произошел сдвиг этих факторов во время хорошо всем знакомого перемещения через часовые пояса, суточные ритмы довольно быстро приспосабливаются к новым условиям [246]. Приведенные данные убедительно демонстрируют наличие внутренних циркадианных “часов”, своеобразной самоподдерживающейся биологической системы. В обычных условиях эти биологические часы синхронизированы с

окружающим миром в основном через световые циклы и социальные условия [118, 176, 191]. Биологический смысл этих часов заключается в их адаптационной роли, в том, что они позволяют предвидеть, а значит подготовиться к вызовам и испытаниям дня и ночи. Эта предварительная адаптация позволяет всему организму функционировать более эффективно [71, 117, 256].

        1.1. Устройство и функционирование центрального и периферических водителей циркадианных ритмов

   Сегодня известно, что у млекопитающих главный пейсмекер, задающий циркадианную ритмичность, локализован в парных супрахиазматических ядрах (СХЯ), располагающихся в основании гипоталамуса над оптическим перекрестом с обеих сторон третьего желудочка мозга. Эти парные кластеры состоят из 10-16 тысяч ГАМК-ергических нейронов и подразделяются на вентролатеральный и дорсомедиальный регионы. Установлено, что нейроны вентролатерального региона экспрессируют вазоактивный кишечный пептид (VIP), а также гастрин-релизинг пептид и получают прямую иннервацию из сетчатки глаза и ствола мозга. Дорсомедиальный регион СХЯ содержит клетки, позитивные в отношении аргинин вазопрессина и соматостатина [1, 3, 116, 139, 150]. Роль СХЯ как центрального водителя ритма была сформулирована благодаря следующим результатам. Во-первых, повреждение СХЯ приводило к нарушению и подавлению циркадианных ритмов у грызунов [4, 139, 203, 209]. Во-вторых, трансплантация таким животным нейронов СХЯ здоровых особей или плодов обеспечивала восстановление некоторых нарушенных циркадианных ритмов [201, 244, 250]. В-третьих, показано, что электро-физиологические свойства клеток СХЯ, их метаболизм и генная экспрессия проявляют спонтанную циркадианную ритмичность как in vivo, так и в изолированной культуре. Примечательно, что даже отдельные нейроны СХЯ в рассеянной культуре сохраняют свойства эффективного осциллятора [29, 37, 124, 126, 154-156, 251].
   Для нормального функционирования нейроны супрахиазматических ядер имеют ряд афферентных входов, благодаря чему получают информацию о состоянии окружающей среды, а через эфферентные выходы управляют физиоло

гическими ритмами. Важнейшую роль при этом играет синхронизация функционального состояния организма с циклом день-ночь. И здесь основное значение имеет связь СХЯ с нейронами сетчатки глаза посредством ретиногипоталамического тракта. В последние годы установлено, что рецепторную функцию здесь выполняют не только (и не столько) известные фотопигменты, вырабатываемые в палочках и колбочках (хотя роль MW-опсина все же предполагается), сколько недавно идентифицированный новый фотопигмент мела-нопсин, вырабатываемый в ганглиозных клетках сетчатки, имеющих прямую проекцию в СХЯ [44, 113, 198]. При этом, по-видимому, экспрессия MW-опсина преобладает при воздействии света с длиной волны более 490 нм, а ме-ланопсина - менее 490 нм [70, 186]. Пришедшие афферентные импульсы запускают в нейронах СХЯ сигнальный каскад, который, воздействуя на генную экспрессию, стимулирует функциональную активность нейронов [35, 166]. Показано, что у мышей, лишенных палочек, колбочек и меланопсина, полностью теряется циркадианная ритмичность организма [119, 188]. Нейротрансмиттером при передаче возбуждения с аксонов ретино-гипоталамического тракта на нейроны СХЯ является глутамат. Выделяясь на окончаниях ретинальных терминалей, он стимулирует NMDA-рецепторы, что обеспечивает запуск в нейронах кальций-зависимого сигнального каскада с активацией NO-синтетазы и MAP-киназ. Это, в свою очередь, обусловливает фосфорилирование протеина CREB, который активирует в клетках СХЯ транскрипцию часовых генов [104, 118, 123, 261]. По всей вероятности, описанный механизм в начале приводит к активации вентролатеральных нейронов, а затем благодаря высокому уровню синхронизации возбуждение волнообразно распространяется на дорсальные и медиальные ядра. Механизм этой синхронизации не ясен. Не исключено, что ведущая роль в процессе синхронизации клеток СХЯ принадлежит вазоактивному кишечному пептиду и другим пептидам, вырабатываемым вентролатеральными нейронами. По крайней мере, у мышей, лишенных VIP или рецепторов, чувствительных к этому нейропептиду, межнейрональная синхронизация теряется [167]. Существенное значение, вероятно, имеет и то, что большинство нейро

нов СХЯ независимо от их локализации являются ГАМК-ергическими, причем ГАМК идентифицирована в тех же клеточных элементах, что и пептиды [2, 132, 173].
   Следует отметить, что описываемый механизм синхронизации центрального пейсмекера срабатывает лишь в ночное время, когда нейроны СХЯ находятся в состоянии покоя. В светлый же период, когда световые импульсы поступают на фоне высокой активности ядер, этот ответ не является эффективным [118, 191].
   Важно подчеркнуть, что в процессе передачи светового сигнала к СХЯ принимают участие не только отмеченные выше трансмиттеры. Установлено, что световой вход в клетки центрального пейсмекера модулируется рядом пептидов ретино-гипоталамического тракта, в частности, субстанцией P и гипофизарным, активирующим аденилатциклазу пептидом, а также серотонином из восходящих аксонов нейронов шва среднего мозга. Отмечается и роль нейропептида У в эфферентных волокнах геникуло-гипоталамического тракта [2, 112, 114, 190, 199].
   Кроме того, по-видимому, существуют иные механизмы синхронизации пейсмекера помимо описанного выше светового раздражителя. Они проявляются, как правило, в условиях длительной изоляции от воздействия природного света, в результате особых социальных условий, при длительном приеме некоторых медикаментов и пока практически не исследованы.
   Эфферентные проекции супрахиазматических ядер весьма многочисленны, что обеспечивает многообразие выходов центрального пейсмекера и за счет этого - широкое воздействие на циркадианные ритмы многих функций организма. При этом выходы из СХЯ могут реализовываться посредством прямой связи с эффекторными клетками через синаптическую передачу и секрецию гормонов, а также непрямой - через ритмическую регуляцию поведения. Значительная часть эфферентов СХЯ проецируется на близлежащие отделы гипоталамуса: субпаравентрикулярную зону, паравентрикулярные ядра и дорсоме-диальный гипоталамус. Это обеспечивает циркадианное влияние на процессы, управляемые данными образованиями [50, 134, 135, 212]. Так, через медиоба